一种基于最短路的室内弱电布线方法及其系统与流程

本发明涉及电路设计，尤其涉及一种基于最短路的室内弱电布线方法及其系统。

背景技术：

1、电路设计是指按照一定规则，使用特定方法设计出符合使用要求的电路系统，是现代建筑室内家装设计中必不可少的过程，它为建筑内的电路布置提供具体方案。其中，弱电布线设计具有一定的规则，根据弱电箱、网口位置和户型中的墙等障碍物，生成弱电箱和各网口间的布线路径，完成弱电布线设计。

2、目前，传统的弱电布线设计大多依赖人工，在图纸或软件中根据经验和对户型的主观分析手工地标出布线方案，但是，上述布线方式不仅耗费人力和材料，而且布线设计效率较低，从而无法满足现代化企业的使用需求，为此，本技术提出一种基于最短路的室内弱电布线方法及其系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于最短路的室内弱电布线方法及其系统，解决了耗费人力和材料且布线设计效率较低的技术问题，达到了高效快速的提供满足规范且节省材料及工程量的布线设计方案的目的。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种基于最短路的室内弱电布线方法，包括以下步骤：

3、s1.获取户型对象数据和各类线路费用数据；

4、s2.根据所述户型对象数据和各类线路费用数据构建布线网络；

5、s3.基于所述布线网络，根据最优路径搜索算法计算弱电箱与各网口间的最优路径，所述最优路径为弱电箱与各网口间费用最低的路径；

6、s4.根据后处理算法对所述最优路径进行处理；

7、s5.根据处理后的最优路径导出弱电箱与各网口间的布线方案。

8、进一步地，步骤s4中所述根据后处理算法对所述最优路径进行优化的步骤包括：

9、s41.根据线管和网线的物理性质和规范要求获得直线段长度下限为l0；

10、s42.基于所述最优路径确定起点；

11、s43.判断与起点相邻的第n段直线段的长度是否小于直线段长度下限l0；

12、如果第n段直线段的长度小于直线段长度下限l0，则将所述最优路径上的下一段相邻第n+1段直线段沿第n段直线段的方向平移第一平移量l1，并在平移过程中保持路径上的连接关系；

13、如果第n段直线段的长度大于或等于直线段长度下限l0，则执行步骤s44；

14、s44.判断所述最优路径上的下一段相邻第n+1段直线段是否是最后一段直线段，如果不是最后一段直线段，则令n＝n+1并返回执行步骤s43，如果是最后一段直线段，则执行步骤s45；

15、s45.判断所述第n+1段直线段的长度是否小于直线段长度下限l0；

16、如果所述第n+1段直线段的长度大于或等于直线段长度下限l0，则最优路径处理过程结束；

17、如果所述第n+1段直线段的长度小于直线段长度下限l0，则所述最优路径上第n+1段直线段的上一段相邻第n段直线段沿所述第n+1段直线段的反方向平移第一平移量l1，并判断所述最优路径上第n段直线段的上一段相邻第n-1段直线段的长度是否小于直线段长度下限l0，如果第n-1段直线段的长度小于直线段长度下限l0，则所述第n段直线段沿所述第n+1段直线段的反方向平移第二平移量l2，如果如果第n-1段直线段的长度大于或等于直线段长度下限l0，则最优路径处理过程结束。

18、进一步地，所述第一平移量l1设为l0，所述第二平移量l2设为2l0+l'，其中，l'为第n+1段直线段的长度。

19、进一步地，步骤s2中所述布线网络包括节点集v、边集e和边集上的成本函数w，其中，所述节点集v为弱电箱、各网口对应的坐标点和线路可能拐弯的坐标点；所述边集e由所有以节点集v中能够直接布线相连的两个坐标点为两端点的线段构成；对边集e中的任意一条线段e，其成本函数值w(e)由各类线路费用和线段长度、线段需要开槽的距离给出。

20、进一步地，步骤s3中所述计算弱电箱与各网口间的最优路径的步骤包括：

21、s31.获取布线网络上待计算路径的起点和终点分别设为a和b，设待选取节点集合q＝{a}；

22、s32.根据最优路径搜索算法获取待选取节点集合q中成本最低节点v，计算并更新其每一相邻节点v'的最优路径总成本d(v')、直线段数b(v')和前继集合f(v')；

23、s33.将成本最低节点v未被加入过待选取节点集合q的相邻点加入到待选取节点集合q中；

24、s34.判断成本最低节点v是否为终点b，如果成本最低节点v不是终点b，则返回执行步骤s32，如果成本最低节点v是终点b，则执行步骤s35；

25、s35.从终点b开始通过回溯的方法计算出使起点a和终点b间费用函数α(p)取值最低的最优路径p。

26、进一步地，所述布线方案为连接处理后最优路径两端、沿该路径铺设、且包含一根网线的一条线管。

27、一种基于最短路的室内弱电布线系统，包括：

28、数据获取模块，所述数据获取模块用于获取户型对象数据和各类线路费用数据；

29、布线网络构建模块，所述布线网络构建模块用于根据所述户型对象数据和各类线路费用数据构建布线网络；

30、最优路径计算模块，所述最优路径计算模块用于基于所述布线网络，根据最优路径搜索算法计算弱电箱与各网口间的最优路径，所述最优路径为弱电箱与各网口间费用最低的路径；

31、最优路径处理模块，所述最优路径处理模块用于根据后处理算法对所述最优路径进行处理；

32、布线方案导出模块，所述布线方案导出模块用于根据处理后的最优路径导出弱电箱与各网口间的布线方案。

33、进一步地，所述最优路径处理模块包括：

34、直线段长度下限获得单元，所述直线段长度下限获得单元用于根据线管和网线的物理性质和规范要求获得直线段长度下限为l0；

35、起点确定单元，所述起点确定单元用于基于所述最优路径确定起点；

36、第一判断单元，所述第一判断单元用于判断与起点相邻的第n段直线段的长度是否小于直线段长度下限l0；

37、第二判断单元，所述第二判断单元用于判断所述最优路径上的下一段相邻第n+1段直线段是否是最后一段直线段；

38、第三判断单元，所述第三判断单元用于判断所述第n+1段直线段的长度是否小于直线段长度下限l0。

39、进一步地，所述最优路径计算模块包括：

40、初始化单元，所述初始化单元用于获取布线网络上待计算路径的起点和终点分别设为a和b，设待选取节点集合q＝{a}；

41、第一计算单元，所述第一计算单元用于根据最优路径搜索算法获取待选取节点集合q中成本最低节点v，计算并更新其每一相邻节点v'的最优路径总成本d(v')、直线段数b(v')和前继集合f(v')；

42、待选取节点集合更新单元，所述待选取节点集合更新单元用于将节点v未被加入过待选取节点集合q的相邻点加入到待选取节点集合q中；

43、判断单元，所述判断单元用于判断节点v是否为终点b，如果节点v不是终点b，则返回执行步骤s32，如果节点v是终点b，则执行步骤s35；

44、第二计算单元，所述第二计算单元用于从终点b开始通过回溯的方法计算出使起点a和终点b间费用函数α(p)取值最低的最优路径p。

45、借由上述技术方案，本发明提供了一种基于最短路的室内弱电布线方法及其系统，至少具备以下有益效果：

46、本发明通过建立布线网络后使用最优路径搜索算法和后处理算法得到弱电布线路径，可以使产生的布线方案既具有较少的材料和施工成本，也满足铺设规范等其他要求，确保效果不差于传统的弱电布线设计方法的前提下极大地提高设计效率，同时具有可迁移性，适用不同的设备、人员实施。